Yer altında bulunan fay hatlarında biriken enerjinin açığa çıkması ile yeraltında meydana gelen hareketlerin yer yüzeyinde sebep olduğu sarsıntılara deprem denir. Depremlerin büyüklüğü ya da şiddeti, rasathaneler tarafından takip edilir ve herhangi bir deprem meydana geldiği zaman rasathanelerde sismograf adı verilen aletlerin kullanımı ile depremlerin büyüklüğü kayıt altına alınır. Sismograf ya da sismometreler yalnızca depremlerin neden olduğu sarsıntıların büyüklüğünü değil, aynı zamanda deprem haricindeki nedenlere, örneğin çeşitli patlamalara bağlı olarak meydana gelen sarsıntıların büyüklüğünü de ölçebilir.
Yer yüzeyindeki sarsıntıların büyüklüğünü ölçmeye yarayan sismograf aletlerinin en basit hali, bir uçta dayanak, diğer uçta ise bir kayıtçı kalem bulunan yay ile desteklenmiş ağırlıklı bir çubuktur. Yer yüzeyinde ortaya çıkan bir sarsıntı halinde, çubuk sabit kalmak koşuluyla diğer kısımlar hareket eder. Kayıt etmeye yarayan kalem, saat yönünde yavaş yavaş dönen bir silindir üzerinde sarsıntıları saptar. Günümüzde kullanılan sismograflar ise, aynı prensibe dayanarak çalışan ancak daha gelişkin modellerdir. Bu modeller genellikle tespit edilen salınımları elektronik araçlarla yükselterek otomatik şekilde saptayan ve kaydeden, gelişmiş cihazlardır.
Sismograf tarihi
- İlkel deprem ölçüm yöntemleri
Tarihte bilinen ilk sismografın, milattan sonra 132 yılında Çin hanedanından Zhang Heng adlı kişi tarafından tasarlandığı düşünülmektedir. Mevsim rüzgârlarını ve yer hareketlerini ölçebilmek için kullanılan araç anlamına gelen "houfeng didong yi" olarak adlandırılmıştır. Daha sonra, sismografın atası sayılabilecek bu aletin planları zamanla kaybolsa da temel çalışma prensibi ile ilgili bilgiler bilginler tarafından saklanmıştır. Daha sonra modern çağda Fransız fizikçi J. De la Haute Feuille, 1703 yılında ağzına kadar cıva ile doldurulmuş bir kabı, sismograf olarak kullanmıştır.
Yer sarsıldığında cıva kaptan dışarı dökülüyordu, dökülen cıvanın miktarı ise depremin büyüklüğüne dair fikir veriyordu. İtalyan rahip A. Bina, 1751 yılında, binanın tavanına astığı bir sarkacın ucunda yer alan çivinin, altta bulunan kum havuzunda bıraktığı izleri incelemek suretiyle deprem hakkında fikir sahibi olmaya çalışmıştır. Buna benzer ilkel yöntemler ile depremler hakkında fikir sahibi olmaya çalışmış çok sayıda bilgin vardır.
- Çağdaş sismografın icadı
Günümüzde kullanılan gelişkin sismograf aletinin ilk halini bulan ve sismoloji biliminin atası olarak tanınan kişi ise, İngiliz J. Milne'dir. Milne, 1870'li yıllardan itibaren Japonya'da akademisyen olarak yer hareketleri üzerine çalışmıştır. 1880 yılında ise depremlerin büyüklüğünü hassas bir şekilde tespit edebilen modern sismograf aletini icat etmiştir. Yatay sarkaca sahip olan bu alet, farklı dalga boylarına sahip deprem dalgalarını algılayabilme özelliğine sahipti. Milne'nin tasarladığı daha gelişkin sismografların icat edilmesine öncülük etmiştir.
Günümüzde Milne'nin sismografından çok daha gelişkin, elektronik aletler kullanılsa da, Milne'nin sismografı modern sismografın temelidir. Günümüzde yüz binlerce adet sismografın birbirlerine ağlarla bağlı olması sayesinde, dünyanın her noktasındaki depremler derhal belirlenebilmektedir.
Depremin büyüklüğü nasıl ölçülür?
Depremlerden kaynaklanan yer hareketlerinin büyüklüğü, tıpkı diğer nedenlerle, örneğin volkanik patlamalar ya da yapay patlamaların oluşan yer sarsıntılarının büyüklüğü gibi, sismograf adı verilen aletler ile ölçülür. Yeryüzünde oluşan sarsıntıların büyüklüklerini ölçmek için geliştirilmiş birden fazla ölçek vardır.
Örneğin, Rihter Ölçeği, Geliştirilmiş Mercalli Ölçeği ve Moment Büyüklük Ölçeği gibi ölçekler, sarsıntıların derecesini ölçmek için kullanılabilmektedir. Depremlerin büyüklük derecesi, sismograf aletleri ile yer hareketlerinin kayıt altına alınması sonrasında, bu ölçeklerden birinin kullanımı yoluyla hesaplanır ve bir değer halinde ifade edilir. Günümüzde deprem ölçümlerinde en yaygın olarak kullanılan ölçek ise Rihter ölçeğidir.
Sismograf çeşitleri nelerdir?
- Pandüllü (sarkaçlı) sismograf: Bu tür sismograflarda, büyük bir ağırlığa sahip bir sarkaç bulunur. Tüm yönlere doğru hareket edebilen sarkacın demirden imal edilmiş uç kısmı, elektromıknatıs bobinler içinde bulunur. Sarsıntı gerçekleştiği zaman, bobinin içinde bulunan sarkaç uzantısı manyetik alanı değiştirdiğinde, bobin üzerindeki akım değişir. Bu akım değişikliği, yazma görevi üstlenen kalemi harekete geçirir. Böylece yer hareketinin şiddeti tespit edilir.
- Kristal gerilmeli sismograf: Bu tür sismografların çalışma prensibi, piezoelektrik olayına dayanır. Deprem sarsıntısı geçerken yere bağlı durumda bulunan iki adet mesnet arasında yatay ve dikey hareketler oluşturur. Bu hareketler sonucunda, bu iki mesnet arasındaki kristal sıkışır ya da gevşer. Bu kristalden ortaya çıkan elektrik akımı büyütülerek sismik dalga şeklinde kaydedilir.